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嵌入式學(xué)院學(xué)員實(shí)踐項(xiàng)目案例介紹
——項(xiàng)目案例：智能四軸飛行器
 

1. 智能四軸飛行器項(xiàng)目案例演示

2、智能四軸飛行器項(xiàng)目背景

近幾年來，隨著MEMS傳感器、無刷電機(jī)、單片機(jī)以及鋰電池技術(shù)的發(fā)展，多旋翼飛行器受到了人們的熱捧，它可以在任何復(fù)雜的地形中使用，還支持 GPS 定位點(diǎn)飛行、GPS 跟蹤飛行，能夠執(zhí)行航拍等各種任務(wù)。其結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、成本低、穩(wěn)定性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性好，在軍事、農(nóng)業(yè)、物流、娛樂等領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。它不算太昂貴的價(jià)格，可DIY性強(qiáng)，既滿足了科技愛好者對(duì)前沿科技的嘗試和創(chuàng)新，更能夠過足把駕馭高新科技飛機(jī)的夢(mèng)想。智能飛行器可以使一切變得更簡單，我們的智慧正慢慢地改變著這個(gè)世界。

該四軸飛行器使用Contex-M4/M3內(nèi)核的32為ARM微處理器，其中包括STM32F427VIT6主控制器和STM32F100C8T6B實(shí)效保護(hù)控制器，二者均擁有豐富的接口和外設(shè)資源，使用PX4硬件平臺(tái)運(yùn)行RTOS操作系統(tǒng)，具有很好的實(shí)時(shí)性。其采用無線遙控器的方式來操控四軸飛行器的俯仰、橫滾以及航向等，同時(shí)可以使用Mission Planner地面站實(shí)現(xiàn)通訊。

3、智能四軸飛行器功能說明

本項(xiàng)目主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

● 采用 PIXHAWK 開源飛控方案，擁有自穩(wěn)、定高、懸停、定點(diǎn)降落、跟隨、GPS導(dǎo)航、FPV 航拍等功能；

● 配備一個(gè)9通道開源遙控器；

● 集成備份電源和失效備份控制器，主控制器失效時(shí)可安全切換到備份控制；

● 提供冗余電源輸入和故障轉(zhuǎn)移動(dòng)能；

● 內(nèi)置Micro SD存儲(chǔ)卡，可記錄飛行數(shù)據(jù)。

4、智能四軸飛行器相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)

本項(xiàng)目包括但不限于如下技術(shù)要點(diǎn)：

● 了解多軸飛行的結(jié)構(gòu)組成、組裝以及飛行原理

● 了解RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

● 無刷電機(jī)的原理及PWM控制

● 了解GPS的數(shù)據(jù)采集及解析方式，以及遙控器無線控制

● 陀螺儀、加速度計(jì)、氣壓計(jì)、磁力計(jì)等的數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)融合

● 姿態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法、四元數(shù)、歐拉角的數(shù)據(jù)解算

● 卡爾曼濾波的原理

●PID算法控制

●QGroundControl 和 Mission Planner地面站的使用

●PX4調(diào)試

5、智能四軸飛行器產(chǎn)品展示